Трение на контактных поверхностях деформируемого металла и инструмента

11

мая

Новости
Трение на контактных поверхностях деформируемого металла и инструмента


Величина сил контактного трения, а следовательно, и величины силы и напряжения волочения определяются свойствами металла волоки и деформируемого металла, качеством обработки поверхности волочильного канала и протягиваемой заготовки, свойствами смазки и способом ее ввода в деформационную зону. Производственный опыт показывает, что при определенных смазке и условиях волочения сила волочения через алмазную волоку минимальна, а через стальную — максимальна; сила волочения через твердосплавную волоку занимает промежуточное значение. Это объясняется тем, что чем тверже материал волоки, тем лучше она полируется и тем меньше налипание на поверхность канала волоки деформируемого металла. Поэтому чем тверже материал волоки, тем ниже коэффициент трения.

При правильно подобранной смазке снижаются сила и напряжение волочения. Это тем заметнее, чем меньше твердость материала волоки. Так, при волочении проволоки диаметром 1,0 мм из мельхиора через волоку из карбида вольфрама со степенью деформации за переход 20 % с переходом от смазки растительным маслом на смазку твердым мылом напряжение волочения снижается с 255 до 204 МПа, или на 20%, в то время как при волочении через алмазную волоку — с 204 до 191 МПа, или только на 6,5 %. В работах ряда ученых показано, что с повышением смазочных свойств смазок расширяется зона оптимальных углов. Это объясняется тем, что с улучшением качества смазки уменьшается коэффициент трения, и увеличение поверхности трения при уменьшении угла наклона образующей канала волоки не оказывает заметного влияния на силу и напряжение волочения.

Как отмечено выше, действие смазки ухудшается при увеличении угла наклона образующей волочильного канала и повышении степени деформации за переход. Это связано с выдавливанием смазки из волоки и утонением, а иногда и разрушением смазочной пленки на контактной поверхности волоки и деформируемого металла. На практике это подтверждается тем, что изделие, протянутое через волоку с малым углом или с малой степенью деформации за переход, имеет менее блестящую поверхность и более толстую пленку, оставшуюся после волочения, чем изделие, протянутое через волоку с большим углом или с большой степенью деформации за переход.

Трение на контактных поверхностях деформируемого металла и инструментаРис. 1. Схема подачи смазки в волоку при помощи насадки:

1 — заготовка и изделие;
2 - волока;
3 — насадка;
4 — зазор;
5 — резервуар для смазки;
6 — смазка;
7 — эпюра изменения давления смазки по длине насадки;
8 — прокладка


Эффективность действия смазки зависит также от способа ее ввода в деформационную зону. В традиционно применяемых процессах волочения смазка затягивается в деформационную зону протягиваемым металлом. При этом давление в смазочном слое невелико и недостаточно для создания смазочной пленки, надежно разделяющей поверхности волочильного канала и протягиваемого изделия. Подачу смазки в волочильный канал можно увеличить с помощью специальных трубок (насадок), установленных перед волокой (рис. 1). При прохождении протягиваемого изделия через насадку из-за небольшого зазора между внутренней поверхностью насадки и наружной поверхностью изделия (проволоки, трубы) смазка интенсивно затягивается в волоку, и в ее слое создается высокое давление, в отдельных случаях равное пределу текучести деформируемого металла. Такая подача смазки называется гидродинамической. Вследствие этого смазка надежно разделяет поверхность волочильного канала и протягиваемого изделия — создаются условия жидкостного трения, которое характеризуется очень малым коэффициентом трения, так как основная сдвиговая деформация выводится в смазочный слой. Следует отметить, что условия жидкостного трения можно обеспечить только при достаточно высоких скоростях волочения. При малых скоростях, используемых, например, при волочении труб, прутков, профилей на цепных волочильных станах, эффект гидродинамической подачи смазки невелик.

На силу и напряжение волочения оказывает существенное влияние качество поверхности волочильного канала и заготовки для волочения. Чем выше качество полировки поверхности волочильного канала, тем меньше сила и напряжение волочения. Но если гладкую, чисто обработанную поверхность имеет заготовка, то в ряде случаев, особенно при волочении труднодеформируемых металлов и сплавов, наблюдается ухудшение условий ведения процесса, повышение силы и напряжения волочения. Объясняется это тем, что гладкая поверхность заготовки плохо захватывает смазку перед волочением. В результате в деформационной зоне из-за малого количества смазки давление в ее слое очень невелико, и она не создает надежной разделительной пленки между волочильным каналом и протягиваемым металлом. При этом возможен непосредственный контакт материала волоки и деформируемого металла, а также его налипание, приваривание к стенке канала, что вызывает значительное повышение коэффициента трения и интенсивное возрастание силы волочения.




Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.

Информация

Комментировать статьи на нашем сайте возможно только в течении 1 дней со дня публикации.